供應鏈中的牛鞭效應問題研究

摘要：牛鞭效應是供應鏈中一類典型的由不確定性導致的復雜現象。牛鞭效應對企業的效益甚至整個國家的經濟會造成嚴重的影響，多年來一直受到人們的關注。減小供應鏈中的牛鞭效應是實現供應鏈管理的關鍵，也是提升供應鏈企業競爭力的有效方式之一。論文在介紹了牛鞭效應的基本概念及其危害的基礎上，對引起牛鞭效應的原因進行了分析，最后針對每種根源討論了減小牛鞭效應的可行對策。

關鍵詞：供應鏈；供應鏈管理；牛鞭效應；需求信息

中圖分類號：F270文獻標識碼：A文章編號：1002-3100(2008)04-0044-04

Abstract: Bullwhip effect is a typical complicated phenomenon arising from uncertainties in the supply chain. The bullwhip effect badly affects the enterprises even the whole country. It has been being noted and studied for many years. Decreasing the bullwhip effect in the supply chain is the key to achieving the supply chain management and an effective way to enhance the enterprise competitive advantage. Based on the basic concept and the harm of bullwhip effect， the causes of bullwhip effect are analyzed. At the end， the feasible countermeasures from different sources are discussed.

Key words: supply chain; supplychain management; bullwhip effect; demand information

隨著全球經濟一體化趨勢的加快，為了在激烈的市場競爭中得以生存發展，企業之間的聯系變得越來越緊密，尤其是上下游企業之間，為了能快速響應市場需求，形成一種協作關系，即圍繞著某一核心企業，由供應商、供應商的供應商、核心企業、客戶、客戶的客戶組成了一條集供應、生產、銷售于一體的鏈狀結構——供應鏈，同時供應鏈管理也應運而生。在供應鏈中普遍存在著需求波動放大的效應，上游企業面臨的需求的波動程度要大于下游企業面臨的需求的波動程度[1]65。這種需求信息歪曲的現象就是所謂的“牛鞭效應”。牛鞭效應對整個供應鏈的運作過程造成嚴重的負面影響，已經成為供應鏈問題的研究熱點之一。識別引起牛鞭效應的原因，并采取相應的緩解措施，對于提高供應鏈管理的效率具有重要意義。

1牛鞭效應的概念及危害

牛鞭效應（Bullwhip Effect）是對供應鏈中需求傳遞和放大效應的形象描述，是供應鏈物流中普遍存在的現象。在產品沿著供應鏈從上游向下游傳輸的過程中，市場對產品的需求信息也在沿著供應鏈自下游向上游傳遞，從最終產品市場上的消費者需求出發逐層的演變為節點單位對相鄰的上游單位的需求，根據節點位置的不同，這種需求可以表現為最終產品的需求、半成品需求、原材料零部件的需求以及供應鏈上游單位的投資需求。由于需求的表達是逐級的，自下向上要經過若干環節，需求信息在傳遞過程中會發生扭曲并被不斷放大，結果是處于供應鏈源頭的原材料供應商得到的需求信息與市場實際需求信息之間有相當大的出入，供應鏈兩端需求信息總體偏差的量級要比其間相鄰兩級節點的偏差量級大得多，形成牛鞭效應的現象，就像抖動一根鞭子時，近端的小幅抖動會使遠端有較大幅度的波動。

在供應鏈中，需求信息是以訂貨數量的方式向上游傳遞的，因此牛鞭效應直觀地表現是供應鏈中各級節點單位向上游訂貨數量波動幅度的不斷增大，也即最終市場消費需求的小幅波動會導致上游企業訂貨數量的大幅變

動[1]66。如圖1所示。供應鏈中各節點向相鄰單位訂貨的數量隨著節點位置由下游往上游改變而出現越來越顯著的波動，這就是所謂的牛鞭效應。

牛鞭效應的存在為許多企業的物流實踐檢驗過，美國寶潔公司的一位物流主管曾經對該公司最暢銷的產品之一嬰兒紙尿褲的銷售情況進行過調查，發現盡管該產品在零售商店的銷售量只有小幅的波動，但分銷商接到的訂貨量的波動幅度卻明顯大得多，而寶潔公司為生產該產品向上游供應商發出的原材料訂貨量的波動幅度更進一步增大了，寶潔公司將這種現象命名為“牛鞭效應”[2]。惠普公司在調查其打印機在一個主要零售商那里的銷售情況時發現其訂貨量的波動要遠遠大于銷售量的波動，而公司的打印機制造部門向芯片制造部門訂貨數量的變動幅度又比前者更大[4]。在我國，20世紀90年代末曾出現過的VCD價格大戰，起因也在于VCD市場上的牛鞭效應，廠家一哄而上，使供應量大大超過需求，最終陷入價格戰的惡性循環。

最早注意到供應鏈中這種需求波動逐級放大現象的人是Forrester，在1961年他就根據系統動力學理論，對一個三階段四節點的供應鏈系統進行分析，指出對于季節性商品，制造商覺察到的需求變化遠遠超過顧客的需求變化，供應鏈內部的結構、策略和相互作用是導致需求變動放大的原因[1-3]。Sterman設計了“啤酒博弈”的課堂游戲（1989），從人的行為研究出發，認為決策者對反饋信息的誤解是造成這種現象的主要原因[4]。Hau L Lee等（1997）對需求放大現象進行了全面深入的分析，總結了導致牛鞭效應的四個原因并提出了牛鞭效應的量化模型和方法[3]147。

牛鞭效應導致了供應鏈中需求信息的失真，其危害表現在微觀和宏觀兩個方面：

在微觀層面上，牛鞭效應的存在會給供應鏈中企業的運作帶來效率和收益的雙重損失。第一，產品庫存是為了適應需求的變化而設立的，過度的需求波動直接導致了供應鏈中的過量庫存，大量地占用了企業的資金，形成高額的庫存成本，給企業的生產經營活動帶來壓力。第二，由于需求的不確定性增加了，企業對需求進行準確預測的難度也加大了，供應中發生延遲交貨和缺貨的可能性增加，經常會發生產品短缺和過剩交替或產品過時的現象，導致客戶服務的水平降低。第三，需求扭曲使企業的生產也要受到影響，生產計劃由于受到扭曲的需求信息的誤導而不得不頻繁修改，生產不能連續的進行，生產成本和物流成本都會因此而增加。

從社會經濟的宏觀層面上來說，牛鞭效應還會導致經濟資源的盲目流動和低效率的配置。牛鞭效應是一種典型的“市場失靈”現象，由于上游行業接收到的需求信息偏離了真實的需求狀況，可能引發過度投資或投入不足的現象。牛鞭效應使投資被誤導而出現盲目流動，資本過度進入意味著競爭加劇和收益下降，最終使行業自身的發展受到傷害，也會由于造成金融系統的隱患而給宏觀經濟運行帶來風險。

2牛鞭效應的成因分析

引起牛鞭效應的原因，一方面在于供應鏈上下游環節之間需求溝通方面存在著障礙，是在信息不充分的條件下，決策者追求優化決策的結果；另一方面是由供應鏈的固有屬性所引起的，例如存在著較長的交貨提前期，流通環節多，具有較高的固定訂貨成本等。具體地說，引起牛鞭效應的主要原因有以下幾個方面：

（1）多級需求預測。當零售商在某時期發現顧客需求增加時，往往會認為這是未來需求增長的預兆，從而大幅度地增加訂貨量，造成信息的失真。在傳統的運作管理中，每個上游成員僅僅依靠其下游買方的需求數據作出預測與決策，因此其制定的訂貨數量和庫存水平將更加偏離真實需求。這樣顧客需求在往上層各級供應鏈成員的傳遞過程中將不斷被放大，多級預測明顯加劇了牛鞭效應[3]148。

（2）批量訂貨策略。在供應鏈中，需求方一般采用批量訂貨的策略，這主要是因為存在著固定的訂貨成本以及通過大量采購可節約運輸成本。批量訂貨意味著下游環節的訂單并沒有真實體現客戶的實際需求。批量訂貨的影響很容易理解，如果零售商采用最小—最大庫存策略進行批量訂貨，那么批發商就會接到一個大訂單，以后幾個時期沒有訂單，接著又是一個比較大的訂單等等。因此，批發商看到的是一個扭曲的和高度變動的訂貨方式[1]70。

（4）流通環節。當供應鏈中各環節之間缺乏溝通，并且流通環節增多時，牛鞭效應會增大。牛鞭效應具有逐層增大的現象，多一個流通環節，牛鞭效應就放大一次，因此，流通環節對牛鞭效應具有乘數效應。

（5）價格波動。價格波動會促使提前購買。制造商通常會進行周期性促銷，如價格折扣、數量折扣、優惠券等，這些優惠實質上是一種間接的價格優惠。制造商的價格優惠會促使其分銷商提前購買日后所需的產品，而提前購買的結果是顧客所購買的數量并不反映他們的即時需求，這些批量足以供他們將來一段時間使用。

這種促銷對供應鏈來說可能會成本很高，當制造商的價格處于低水平時（通過折扣或其它促銷手法），顧客常會購買比自己實際所需要大得多的數量；當制造商的價格恢復正常水平時，顧客由于有足夠庫存，因此在其庫存消耗完之前，他們不會再購買。結果，顧客的購買模式并不能反映他們的消耗／消費模式，并且使其購買數量的波動較其消耗量波動大，從而產生牛鞭效應。

（6）短缺博弈行為[1]72。當需求大于供給時，供應商常會根據客戶的訂單需求進行按比例分配。客戶為了使自己獲取更多的商品，達到利潤最大化，就會進行博弈，增大訂貨數量。在眾多客戶博弈達到均衡時，所有客戶的訂貨量都將是實際需求的某個倍數，這樣導致了需求預測的扭曲和變動，從而引起牛鞭效應。在這種情況下所有客戶都夸大了其真正的需求，使供應商無法準確地了解真實的需求信息。

3減少牛鞭效應的措施

牛鞭效應與供應鏈成員之間的信息溝通和合作態度以及供應鏈結構的一些屬性有關，如何減輕供應鏈中的需求波動放大的效應，是我們研究的主要目的。目前已有很多研究都提出了許多減少牛鞭效應的方法和對策，但是大都缺乏系統性和針對性。減少牛鞭效應或消除其影響的關鍵在于真正了解牛鞭效應產生的原因，然后有針對性地制定措施，從而對牛鞭效應起到有效抑制和減輕的作用。本文針對每種原因比較系統地提出了相應的解決辦法。

3.1提高最終用戶需求信息的透明度

在需求信息溝通不暢的供應鏈中，上游環節只了解其直接下游環節發出的訂單，而對最終用戶的需求則一無所知。如果上游環節能夠掌握最終用戶的需求信息，那么可以利用最終用戶的需求信息作為需求預測的依據，從而可大大減小牛鞭效應。

在供應鏈中實現信息共享是十分必要的，獲取的信息越多，預測將越準確。供應鏈成員間通過Internet/EDI（電子數據交換）來實現實時交流和共享信息，建立直銷體系，減少供應鏈中的層次，簡化供應鏈的結構，防止資訊在傳遞過程當中過多地被人為扭曲。比如Dell公司通過Internet網、電話、傳真等組成了一個高效的資訊網路，客戶可以直接地向公司下訂單要求進行組裝、供應，使訂貨、制造、供應“一條線”完成，實現了供應商和客戶的直接交易，有效地防止了牛鞭效應的產生。

3.2打破批量訂購

由于批量訂購會產生牛鞭效應，因此企業應調整其訂購策略，實行小批量、多次訂購的采購或供應模式。企業偏好大批量、低頻率采購策略的原因是采購成本、運輸成本高昂。事實上，即使通過EDI可以使訂購成本大大下降，但訂購的效率仍會受滿負荷與否所限制。現在，很多制造商都鼓勵其分銷商同時訂購多種不同的產品，這樣貨車一次就可從同一制造商那里滿載多品種的產品，而不是滿載同一品種。這對每一產品來說其訂購的頻率大了，發送的頻率不變，但仍可獲得運輸的規模經濟性，例如寶潔公司對愿意進行混合訂購的顧客給予折扣優惠。

使用第三方的物流公司也可使小批訂購實現規模經濟。企業可以通過把臨近供應商的貨物聯合運輸來實現規模經濟，而無須從同一個供應商那里一次大批訂購。雖然這樣會增加額外的處理費用和管理費用，但只要所節省的費用比額外的費用大，聯合運輸還是值得的。

3.3縮短提前期

有研究人員發現如果提前期縮短50%，那么預測誤差也將減小50%。訂貨提前期是指發出訂單到收到貨物之間所需的時間，訂貨提前期又可細分為信息提前期、決策時間、制造時間、運輸時間以及各過程中存在的等待時間。信息提前期是指供應商接收和處理訂單所需要的時間；決策時間是指供應商制定生產計劃和運輸計劃所需的時間；制造時間是指當供應商沒有庫存或在JIT生產方式或定制生產方式下生產訂貨產品所需的時間；運輸時間是指挑選，裝卸和運輸產品所需的時間；等待時間是指各個過程中的空閑時間。

針對訂貨提前期的不同組成部分，可采用不同的措施來縮短時間，采用EDI等現代信息技術來縮短信息提前期；使用決策支持系統，例如MRPⅡ，ERP，DRP來加速決策制定過程；通過加強生產管理，利用現代先進的制造技術，采用并行工程及對現有產品結構和生產流程重新優化設計等措施來縮短產品的制造時間；采用現代集成化物流管理技術及第三方物流來縮短物流運輸的時間；通過協調各成員的活動，加強管理來縮短各過程之間的等待時間。

3.4減少供應鏈的流通環節

減少流通環節可以減少需求信息的放大程度，同時也可以更好地對客戶的需求做出反應。采用基于Internet網絡的BtoB和BtoC電子商務，采用與客戶面對面的交易方式，都大大減少了中間的流通環節。另外，可以采用配送中心取代流通過程中的一級二級等批發商。

3.5穩定價格

控制由于提前購買或轉換而引起的牛鞭效應的最好方法是減少對批發商的折扣頻率和幅度。制造商可通過制訂穩定的價格策略以減少對提前購買的激勵，當企業進行地區性促銷時，某些零售商會在該地區進行大量采購，然后再把這些產品轉移到其他地區。基于活動的成本核算系統能精確計算庫存、特殊處理和運輸等成本，因此，這種系統能幫助企業實行天天低價的價格策略。供應商可采用天天低價（EDLP）策略來減小促銷所導致的價格波動帶來的客戶需求的波動。通過消除價格促銷，供應商可消除伴隨著促銷同步產生的需求的急驟變化，形成更加穩定的，變動性更小的顧客需求模式。因此，天天低價策略能夠產生更穩定的，變動性更小的顧客需求模式。

3.6消除短缺情況下的博弈行為

面臨供應不足時，供應商可以根據顧客以前的銷售記錄來進行限額供應，而不是根據訂購的數量，這樣就可以防止顧客為了獲得更多的供應而夸大訂購量。通用汽車長期以來都是這樣做的，現在很多大公司，如惠普等也開始采用這種方法。

在供不應求時，客戶對制造商的供應情況缺乏了解，博弈行為就很容易出現，與顧客共享生產能力和庫存狀況的有關信息能減輕顧客的憂慮，從而減少他們參與博奕，但是，共享這些信息并不能完全解決問題。某些制造商會在銷售旺季來臨之前幫助顧客做好訂購工作，這樣他們就能更好地設計生產能力和安排生產進度以滿足產品的需求。

4結束語

綜上所述，對大多數企業而言，單靠自己的實力，要想在激烈的市場競爭中求得生存和發展，是相當困難的。企業之間通過供應鏈彼此聯系起來，以一個有機的整體參與競爭，共同合作，優勢互補，實現協同效應，從而提高供應鏈的競爭力，達到群體共存。供應鏈不僅涉及蛋糕的分配，還要把蛋糕做大及發現新的蛋糕，這都需要企業相互信任，互惠互利，為此在供應鏈中實施戰略性伙伴關系是非常必要的。戰略性伙伴關系可以改變信息共享和庫存管理的方式，企業之間建立誠信機制，實現資訊共用，使各節點企業能從整體最優的角度做出決策，實現供應鏈的不斷增值，各企業也都能獲利，求得生存和發展。

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